(57)【要約】【課題】硬質材を対象とする場合であっても、ワークロールの凹状疵に起因する表面欠陥の少ない熱延鋼帯を製造することのできる方法を提供する。【解決手段】スラブを粗圧延機で粗圧延して粗バーとした後、該粗バーを誘導加熱装置により加熱し、引き続き前記粗バーを仕上圧延機で仕上圧延して熱延鋼帯とする熱延鋼帯の製造方法において、前記誘導加熱装置による粗バーの加熱では、粗バーの先端部およびその近傍部を含む局部領域および／または後端部およびその近傍部を含む局部領域を、粗バー長手方向における前記局部領域の前後の領域よりも加重的に加熱するとともに、粗バーの前記局部領域の加熱温度を、被圧延材の引張強度あるいは面圧と仕上圧延機のロールの硬度とに応じて変化させる。【選択図】            図１
2005046852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラブを粗圧延機で粗圧延して粗バーとした後、該粗バーを誘導加熱装置により加熱し、引き続き前記粗バーを仕上圧延機で仕上圧延して熱延鋼帯とする熱延鋼帯の製造方法において、
前記誘導加熱装置による粗バーの加熱では、粗バーの先端部およびその近傍部を含む局部領域および／または後端部およびその近傍部を含む局部領域を、粗バー長手方向における前記局部領域の前後の領域よりも加重的に加熱するとともに、粗バーの前記局部領域の加熱温度を、被圧延材の引張強度と仕上圧延機のロールの硬度に応じて変化させることを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【請求項２】
スラブを粗圧延機で粗圧延して粗バーとした後、該粗バーを誘導加熱装置により加熱し、引き続き該粗バーを仕上圧延機で仕上圧延して熱延鋼帯とする熱延鋼帯の製造方法において、
前記誘導加熱装置による粗バーの加熱では、粗バーの先端部およびその近傍部を含む局部領域および／または後端部およびその近傍部を含む局部領域を、粗バー長手方向における前記局部領域の前後の領域よりも加重的に加熱するとともに、粗バーの前記局部領域の加熱温度を、仕上圧延機のロールの硬度と被圧延材が仕上圧延機の各圧延スタンドに噛み込みまたは尻抜けするときに被圧延材の先端部または後端部に作用する面圧に応じて変化させることを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の粗バーの先端部または後端部が、仕上圧延前に粗バーの先後端部をクロップ切断しないときには粗バーの先端または後端であり、クロップ切断するときにはクロップ切断後に被圧延材の先端部または後端部となるクロップ切断予定部であり、粗バー分割するときには粗バー分割後に被圧延材の先端部または後端部となる分割切断予定部であることを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粗圧延機と仕上圧延機の間に粗バー加熱用の誘導加熱装置を備えた熱間圧延設備による熱延鋼帯の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、熱延鋼帯は前工程で製造されたスラブを、加熱炉で所定の温度に再加熱した後、あるいは加熱炉を通さずに直接に粗圧延して所定の厚さの鋼片（粗バー）とした後、複数のスタンドからなる仕上圧延機で所定の温度（仕上温度）で所定の板厚に仕上圧延し、ランナウトテーブルで所定の温度（巻取温度）まで冷却してコイラーで巻取って製造される。
【０００３】
さらに、熱間圧延設備として、粗圧延機と仕上圧延機の間に粗バーの全幅を加熱するための誘導加熱装置を設置した設備が用いられるが、この誘導加熱装置で粗バーを加熱するのは、所要の材質を得るために仕上圧延機出側における熱延鋼帯の目標仕上温度を確保するためである。
【０００４】
こうした方法により熱延鋼帯を製造しようとすると、温度低下の著しい粗バーの先端部および後端部が硬化する。粗バーの先端部および後端部が硬化すると、とりわけ被圧延材が硬質材の場合には、被圧延材が仕上圧延機へ噛み込むときや尻抜けする（抜け出る）ときに仕上圧延機のワークロールに凹状疵を発生させることがある。そして、このワークロールに発生した疵は被圧延材である鋼帯に転写されて表面欠陥を誘発し、製品の歩留まりを著しく低下させることがある。
【０００５】
そのため硬質な熱延鋼帯を製造するときは、通常、粗圧延後の粗バーの先端部および後端部を通常３００〜５００ｍｍの広範囲に亘ってクロップシャーで切り落としてから仕上圧延が行われている。しかしながら、このように粗バーの先端部および後端部を３００〜５００ｍｍの広範囲に亘ってクロップシャーで切り落とすことは著しく歩留まりを低下させる。
【０００６】
ワークロールの凹状疵に起因する表面欠陥のない硬質な熱延鋼帯を高歩留まりで製造する方法として、粗圧延後の鋼片（粗バー）または薄スラブを、その最も低温な部分の表面温度が８５０℃以上になるように加熱後、仕上圧延する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０―１９２９１０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ワークロールの凹状疵は、粗バー先端部および後端部の温度が低下することにより、粗バー先端部および後端部の硬度がワークロールの硬度に対して硬くなった場合に生じることが判っている。従来はワークロールの凹状疵に起因する表面欠陥のない硬質な熱延鋼帯を製造するのに、特許文献１に示すように粗バーまたは薄スラブの加熱温度を上昇させるなどの方法が採られていた。
【０００９】
しかし、特許文献１に開示されているスラブ全体の加熱温度を上昇させる方法では、燃料原単位が悪化し、またスケールやＣｕ疵等による品質上の問題を生じさせる場合がある。また、粗バーの先端部、後端部を加熱する方法でも、本発明者らが検討した結果では、特許文献１に示されている８５０℃の加熱では、ワークロールの凹状疵の発生を十分に防止できなかった。特に、ワークロールが硬度が低い材質の場合には、ワークロールの凹状疵を防止することはほとんど不可能であった。
【００１０】
本発明の目的は、上記のような従来技術の問題を解決し、硬質材を対象とする場合であっても、ワークロールの凹状疵に起因する表面欠陥の少ない熱延鋼帯を製造することのできる方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明の特徴は以下の通りである。
【００１２】
（１）スラブを粗圧延機で粗圧延して粗バーとした後、該粗バーを誘導加熱装置により加熱し、引き続き前記粗バーを仕上圧延機で仕上圧延して熱延鋼帯とする熱延鋼帯の製造方法において、前記誘導加熱装置による粗バーの加熱では、粗バーの先端部およびその近傍部を含む局部領域および／または後端部およびその近傍部を含む局部領域を、粗バー長手方向における前記局部領域の前後の領域よりも加重的に加熱するとともに、粗バーの前記局部領域の加熱温度を、被圧延材の引張強度と仕上圧延機のロールの硬度に応じて変化させることを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【００１３】
（２）スラブを粗圧延機で粗圧延して粗バーとした後、該粗バーを誘導加熱装置により加熱し、引き続き該粗バーを仕上圧延機で仕上圧延して熱延鋼帯とする熱延鋼帯の製造方法において、前記誘導加熱装置による粗バーの加熱では、粗バーの先端部およびその近傍部を含む局部領域および／または後端部およびその近傍部を含む局部領域を、粗バー長手方向における前記局部領域の前後の領域よりも加重的に加熱するとともに、粗バーの前記局部領域の加熱温度を、仕上圧延機のロールの硬度と被圧延材が仕上圧延機の各圧延スタンドに噛み込みまたは尻抜けするときに被圧延材の先端部または後端部に作用する面圧に応じて変化させることを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【００１４】
（３）上記（１）または（２）に記載の粗バーの先端部または後端部が、仕上圧延前に粗バーの先後端部をクロップ切断しないときには粗バーの先端または後端であり、クロップ切断するときにはクロップ切断後に被圧延材の先端部または後端部となるクロップ切断予定部であり、粗バー分割するときには粗バー分割後に被圧延材の先端部または後端部となる分割切断予定部であることを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、本発明の熱延鋼帯の製造方法の一実施形態を示すもので、図１は本発明の実施に供される熱間圧延設備の一実施形態を示す側面図、図２は本発明法における粗バーの温度分布の一例を示す説明図である。
【００１６】
図１に示す熱間圧延設備は、粗圧延機２とこの粗圧延機２により圧延された粗バー１を加熱するためエッジヒーターやバーヒーターからなる誘導加熱装置３と、加熱後の粗バーを順次熱延鋼帯に圧延する仕上圧延機５と、前記誘導加熱装置３の入側および出側と仕上圧延機出側にそれぞれ設置された温度計６、７、８とを備えている。
【００１７】
上記設備を使用して本発明を実施する場合には、温度計６により粗圧延機２で圧延された粗バー１の温度分布を測定し、その測定結果に基き、誘導加熱装置３により、粗バーの先端部およびその近傍部を含む局部領域および／または後端部およびその近傍部を含む局部領域を、粗バー長手方向におけるそれらの局部領域の前後の領域よりも加重的に加熱する。
【００１８】
具体的には図２のハッチングで示した部分の温度上昇が生じるように、粗バーの先端部およびその近傍部を含む局部領域および／または後端部およびその近傍部を含む局部領域の加熱を行う。最も温度が低下する粗バーのこれらの部分を加熱することで、材料の変形抵抗を下げることができる。
【００１９】
その後、温度計７により誘導加熱装置３にて加熱後の粗バーの温度分布を測定し、図２に示す温度分布となっていることを確認する。しかる後に、粗バーを仕上圧延機５で仕上圧延して熱延鋼帯を製造する。仕上圧延後の熱延鋼帯の温度分布は温度計８により測定される。
【００２０】
本発明において、誘導加熱装置により、粗バーの先端部およびその近傍部を含む局部領域および／または後端部およびその近傍部を含む局部領域を、粗バー長手方向におけるそれらの局部領域の前後の領域よりも加重的に加熱するのは以下の理由による。
【００２１】
粗バーの先端部が仕上圧延機に噛み込んだときに仕上圧延機のワークロールに生じる凹状疵を一般にトップマークと称し、粗バーの後端部が仕上圧延機から抜け出るときに仕上圧延機のワークロールに生じる凹状疵を一般にテールマークと称する。仕上圧延機に生じたこれらのトップマークおよびテールマークは、被圧延材である鋼帯に転写されて表面欠陥を誘発する。つまり、トップマークの場合には当材以降の鋼帯に転写されるし、テールマークの場合には次材以降の鋼帯に転写されることになる。
【００２２】
ここで、トップマークは、温度低下により硬化した粗バーの先端部が仕上圧延機に噛み込んだときの衝撃によって生じるものであり、テールマークは温度低下により硬化した粗バーの後端部を仕上圧延機で圧延するために生じる。
【００２３】
そこで、トップマークおよびテールマークの発生を防ぐために、上述のように粗バーの先端部およびその近傍部、後端部およびその近傍部を、粗バー長手方向におけるそれらの領域の前後の領域よりも加重的に加熱する。このような加熱を行うことで、材料先後端部の変形抵抗を下げることができ、ワークロールへの凹状疵の発生を抑制して、表面欠陥の少ない熱延鋼帯を製造することができる。このとき、粗バー先端部および後端部の温度低下量に応じて、先端部および後端部の両方を加熱してもよいし、粗バーの先端部および後端部のいずれかを加熱してもよい。
【００２４】
次に、粗バー長手方向における他の部分よりも加重的に加熱すべき、粗バーの先端部およびその近傍部を含む局部領域および／または後端部およびその近傍部を含む局部領域について以下に説明する。
【００２５】
通常、誘導加熱装置３と仕上圧延機５との間には、シャー４が設置されており、粗バーの先端部および後端部の形状不良部や品質不良部をクロップとしてシャー４により切断する場合がある。このようなクロップ切断を行う場合には、粗バーの先端部および後端部のクロップ切断予定部が、切断後の粗バーのそれぞれ最先端および最後端となるので、クロップ切断予定部を中心に加熱する。
【００２６】
また、シャー４により粗バーを複数の粗バーに分割する場合があるが、分割切断後にこの位置が切断後の粗バーの最先端および最後端となるので、粗バー分割のための切断予定部がある場合には、この分割切断予定部を中心に加熱する。
【００２７】
それに対して、粗バーの先端部および後端部をシャーにより切断しない場合には、粗バーの先端および後端が、それぞれそのまま最先端および最後端となるので、粗バーの先端および後端を中心に加熱する。
【００２８】
本発明では、粗バーの先端部およびその近傍部を含む局部領域および／または後端部およびその近傍部を含む局部領域の加熱温度を、被圧延材の引張強度と仕上圧延機のロールの硬度に応じて変化させる。
【００２９】
すなわち、被圧延材の引張強度が高いほど、ほぼ比例して被圧延材の硬度が高くなり、粗バーの先端部および後端部がワークロールの硬度に対して硬くなる可能性が増えるので、粗バーの先端部およびその近傍部を含む局部領域および／または後端部およびその近傍部を含む局部領域の加熱温度を高くする必要がある。
【００３０】
また、仕上圧延機のロールの硬度が低いほど、相対的に被圧延材の硬度影響が増大することになり、粗バー先端部および後端部がワークロールの硬度に対して硬くなる可能性が増えるので、粗バーの先端部およびその近傍部を含む局部領域および／または後端部およびその近傍部を含む局部領域の加熱温度を高くする必要がある。
【００３１】
さらに、本発明では、粗バーの先端部およびその近傍部を含む局部領域および／または後端部およびその近傍部を含む局部領域の加熱温度を、被圧延材の引張強度と仕上圧延機のワークロールの硬度のみならず、仕上圧延機の各圧延スタンドのロール噛み込み時に予想される面圧（単位面積あたりの荷重）に応じて変化させることが好ましい。この実施形態について、以下ではトップマークを例として具体的に説明する。
【００３２】
例えば、図３に示すように、トップマークの発生する圧延ロール噛み込み時の面圧とワークロール硬度との関係を予め求めておく。そして、各圧延スタンド毎に、ロール硬度と予想される面圧とを比較し、その関係が図３に示すトップマーク発生領域となる場合には、トップマークが発生しない面圧となるような被圧延材先端部の温度を計算し、粗バー先端部を加熱すべき温度を求める。このとき、トップマークが発生しないための必要加熱温度の下限温度を計算し、この計算値に基づいて粗バー先端部を加熱することが昇温時のロスが少なくて好ましい。
【００３３】
ここで、被圧延材の予想荷重Ｐは、下式（１）に示すように、被圧延材の引張強度ＴＳ、温度Ｔ、幅ｗ、圧延時の圧下量Δｈ、ワークロール径Ｒにより算出される。
【００３４】
Ｐ＝ｆ（ＴＳ，Ｔ，ｗ，Δｈ，Ｒ）・・・（１）
ここで、関数ｆは、理論的に求めてもよいし、実験データを回帰して定めてもよい。また、面圧ｐ（単位面積あたりの荷重）は、下式（２）で表されることが知られている。
【００３５】
ｐ＝Ｐ／｛√（Ｒ・Δｈ）×ｗ｝・・・（２）
ここで、√（Ｒ・Δｈ）は投影接触弧長である。
さらに、図３で示したように、トップマークが発生しない面圧ｐの条件は、ロール硬度Ｈｓに対して、下式（３）で表される。
【００３６】
ｐ≦αＨｓ＋β・・・（３）
ただし、α，βは定数であり、実験的に求めておくことができる。
【００３７】
つまり、（１）〜（３）式を予め定めておき、（３）式より、ロール硬度Ｈｓに対してトップマークが発生しない面圧ｐを求め、（２）よりその時の予測荷重Ｐを計算し、そのような荷重Ｐとなる被圧延材の温度Ｔを（１）式より求めることができる。そして、当該圧延スタンドにおける被圧延材の先端部の温度がこのようにして求めた温度Ｔとなるように、粗バーの先端部を加熱することにより、トップマークの発生を防止することができる。
【００３８】
なお、以上はトップマークについて説明したが、テールマークについても、同様の手法により粗バーの後端部を加熱すべき温度を求め、その温度まで粗バー後端部を加熱することにより、テールマークの発生を防止することができる。
【００３９】
【実施例】
図１に示す本発明の実施に供される熱間圧延設備を用い、引張強度ＴＳ＝８０（ｋｇｆ／ｍｍ２）の硬質材に対して、本発明法による熱延鋼帯の製造を行った。仕上圧延機のワークロールには、ロール硬度がショア硬さで７０（ＨＳ）のハイクロム材を用いた。
【００４０】
まず、（３）式として表される図３より、ロール硬度が７０（ＨＳ）の場合、面圧が０．０２８（Ｔｏｎ／ｍｍ２）以下であればトップマークが発生しないことがわかる。そこで、（１）および（２）式を用いて、被圧延材先端部の噛み込み時の面圧が０．０２８（Ｔｏｎ／ｍｍ２）以下となる被圧延材先端部の温度を計算し、これを全圧延スタンドに対して行い、その結果に基づいてトップマークが発生しない粗バー先端部の温度を求めたところ、１０５０℃と求められた。後端部についても同様の計算を行ってテールマークが発生しない粗バー後端部の温度を求めた。そして、これらの温度以上となるように、誘導加熱装置により粗バーの先端部およびその近傍部を含む局部領域、ならびに後端部およびその近傍部を含む局部領域を加熱し、引き続き仕上圧延を行って熱延鋼帯とした。
【００４１】
このような本発明法による熱延鋼帯の製造を一定期間行った結果、従来はワークロールの凹状疵に起因する表面欠陥の発生率が１．０％であったところを、０．３％にまで減少することができた。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、粗バーの先端部およびその近傍部を含む局部領域および／または後端部およびその近傍部を含む局部領域の加熱温度を、被圧延材の引張強度と仕上圧延機のロールの硬度に応じて変化させることで、ワークロールの凹状疵に起因する表面欠陥を減少できる。
【００４３】
さらに被圧延材が仕上圧延機の各圧延スタンドに噛み込みまたは尻抜けするときに被圧延材の先端部または後端部に作用する単位面積当たりの荷重（面圧）を考慮することにより、表面欠陥の減少効果が上がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に供される熱間圧延設備の一実施形態を示す説明図
【図２】本発明の熱延鋼帯の製造方法の一実施形態を示す粗バーの温度分布の一例を示す説明図
【図３】トップマークの発生に対する面圧とロール硬度の関係を示すグラフ
【符号の説明】
１  粗バー
２  粗圧延機
３  誘導加熱装置
４  シャー
５  仕上圧延機
６  温度計
７  温度計
８  温度計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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